专题四 教材重点实验
一、测量性重点实验
类型1 力学
实验1 测量固体密度
1. 大豆是辽宁重要的农产品,被广泛应用于食品加工、传统药膳中.小明想测量大豆的密度.
第1题图
(1)如图甲所示,取出天平放在水平桌面上,小明发现此时天平指针偏向中央刻度线左侧,接下来的操作是 ,然后向 调节平衡螺母,使天平在水平位置平衡.
(2)实验中测出空烧杯的质量是20.2 g,然后向烧杯中倒入适量饱满的大豆并放在天平左盘上,天平水平平衡时砝码和游码的位置如图乙所示,则大豆的质量为
g.
(3)[方案对比] 测量大豆体积时,小明和小华设计了不同的方案:
①如图丙,小明在量筒内注入适量水,将烧杯中的大豆缓慢倒入量筒的水中(大豆全部沉底且不吸水),则大豆的密度为 kg/m3;
②小华将烧杯中的大豆直接倒入空量筒中,抖动量筒,使大豆表面平整,读出大豆的体积.
针对以上两种方案进行了分析,你认为 的方案能使测量结果误差更小.
(4)小明的同桌小红在设计实验方案时先用图丙操作测量出大豆体积,再用图乙操作测量大豆的质量,该方案容易导致所测大豆的密度 (选填“偏大”或“偏小”).
2. (2024汕头模拟)小明发现橙子放入水中会下沉,于是想办法测量它的密度.
第2题图
(1)将托盘天平放在水平桌面上,将标尺上的游码移至零刻度线处,调节平衡螺母,直到指针 ,表示天平平衡.
(2)用天平测量橙子质量,天平平衡时右盘砝码的质量和游码的位置如图所示,橙子质量为 g,小明利用排水法测得橙子的体积为150 cm3,则橙子的密度是 kg/m3.
(3)做实验时,小明若先用排水法测出橙子的体积,接着用天平测得橙子质量会 (选填“偏大”或“偏小”).
(4)小亮不用天平,利用弹簧测力计、细线、盛有水的大烧杯等器材,也巧妙测出了橙子的密度.请你将他的测量步骤补充完整.
①用 测出橙子的重力G;
②用弹簧测力计提着橙子缓慢浸没在水中,此时 就等于橙子的体积,读出此时弹簧测力计的示数F1;
③橙子密度的表达式为:ρ橙= (用测出的物理量和已知量的字母表示,水的密度用ρ水表示).
实验2 测量液体密度
3. (2024临沂改编)2024年5月12日,临沂日报以《时光奔涌日日新 沂蒙风光处处好》为题,报道了临沂市全面推进乡村振兴的具体做法,其中采用原位生态净化槽净化农村生活污水是乡村生态振兴的有效措施.小明想知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行了如下测量.
第3题图
(1)将一台能正常使用的托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,向左调节平衡螺母,但始终未能将天平调平衡,原因可能是游码未移到称量标尺左端的 .
(2)将天平调平衡后,先测空烧杯的质量.天平平衡时,右盘中的砝码和称量标尺上游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量为 g.
(3)将适量的净化后的水倒入烧杯中,并通过烧杯上的刻度直接读出水的体积为50 mL,然后用天平测出烧杯和水的总质量为78.2 g,则净化后的水的密度为 g/cm3.此测量值误差太大,主要原因是 .
(4)将烧杯中的水全部倒入量筒中,如图丙所示,则水的体积为 mL.利用这一数据计算出净化后的水的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值.
类型2 电学
实验3 测量定值电阻的阻值
4. (2024佛山模拟改编)在伏安法测电阻的实验中,老师为同学们提供的实验器材有:2节新干电池,电流表、电压表各一个,开关一个,阻值约为10 Ω的待测电阻Rx,滑动变阻器三个,导线若干.
第4题图
(1)滑动变阻器规格如下,为较好地完成该实验应选择哪个滑动变阻器
(填字母).
A.“5 Ω 1 A” B.“30 Ω 2 A” C.“200 Ω 1.25 A”
(2)用笔画线代替导线将图中电路连接完整.
(3)连接电路时,开关应 ;闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到 .
(4)闭合开关,发现电流表无示数,而电压表有示数,则电路故障可能是待测电阻Rx处 .
(5)排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片做了多组实验并记录了数据,如下表所示,则待测电阻Rx= Ω(结果保留1位小数).
实验次序 1 2 3
电压表示数U/V 1.5 2.0 2.5
电流表示数I/A 0.14 0.22 0.24
5. 一题多设问 某兴趣小组为了测量定值电阻的阻值,设计了如图甲所示的实验电路图,已知电源电压恒为3 V,滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”.
第5题图
(1)用笔画线代替导线将实验电路补充完整.
(2)正确连接电路后,闭合开关S,发现两电表均无示数.为查找问题,先将导线1从a点断开,然后依次接触b、c、d、e点,发现接触b、c两点时两电表均无示数,接触d、e两点时,两电表都有示数,若电路仅有一处故障,则电路故障可能是 .
(3)排除故障后,移动滑动变阻器滑片,当电压表示数为1.3 V时,电流表示数如图乙所示,则此次测量定值电阻的阻值为 Ω.
(4)为减小误差,需要多次测量数据,请你帮助兴趣小组的同学设计一个实验数据记录表格.
(5)另一组同学利用图丙所示电路也完成了该实验.电源电压不变,滑动变阻器的最大阻值为R0,a、b为滑动变阻器两端点,请把实验步骤补充完整.
①闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P至a端,读出电压表示数U1;
②闭合开关S, ,读出电压表示数U2,则待测电阻的表达式R= (用R0、U1、U2表示).
拓展设问
(6)小芳查阅资料了解到,电压表相当于一个能显示自身两端电压的定值电阻,其自身阻值很大,于是她找实验室老师借了一个2 000 Ω的定值电阻R0',设计了如图丁所示的电路测出了另一个定值电阻Rx的阻值,电源电压仍恒为3 V,当S1闭合,S2接1时,电压表示数为1 V;当S1闭合,S2接2时,电压表示数为1.5 V,则Rx= Ω.
第5题图丁
实验4 测量小灯泡的电阻(2022.18)(2022年版课标学生必做实验新增)
6. 小明用如图甲所示电路测量小灯泡正常发光时的电阻,电源电压恒为4.5 V,小灯泡的额定电压为2.5 V,滑动变阻器规格为“50 Ω 1.5 A”,导线若干(导线电阻忽略不计).
第6题图
(1)请用笔画线代替导线,将电路连接完整(导线不能交叉),要求滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大.
(2)电路连接好后闭合开关,小灯泡不亮,电压表和电流表均有示数,则小灯泡不亮的原因可能是 .
(3)解决问题后,继续进行实验,某次实验时电流表和电压表的示数如图乙所示,则电压表的示数为 V,小灯泡此时的电阻为 Ω(保留1位小数).
(4)同桌小亮认为小明此时没有完成实验目的,他这样判断的理由是 .
(5)小明听取小亮的建议后完成了实验,将实验数据记录在下表中,请你根据表格数据在图丙坐标图中描点画出小灯泡的U-I图象.
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 0.5 1 1.5 2 2.5
电流I/A 0.1 0.18 0.22 0.26 0.28
电阻R/Ω
7. (2024宜宾改编)某探究小组要测量一个标有“2.5 V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图甲所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器规格为“50 Ω 2 A”.
第7题图
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路补充完整.
(2)若连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,出现这种现象的原因是 .
(3)在移动滑片P的过程中,应该观察 表的示数,使小灯泡L正常发光.
(4)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25 A,则小灯泡正常发光时的电阻是 Ω.
(5)完成实验后,小组又设计了如图乙所示的电路图,测量该小灯泡L正常发光时的电阻,R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下:
①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表的示数U1=
V;
②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2;
③该小灯泡正常发光时的电阻RL= (用U1、U2、R0表示).
实验5 测量小灯泡的电功率(2019.18)
8. 一题多设问 (2024湛江模拟)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为10 Ω,有两个规格分别为“10 Ω 1 A”和“50 Ω 2 A”的滑动变阻器,电源电压为9 V.
第8题图
(1)本实验中应该选择规格为 的滑动变阻器;图甲中已有部分电路连好,请用笔画线代替导线将电路连接完整,要求:滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路的阻值增大.
(2)实验前在检查仪器时,发现电流表指针如图乙所示,则接下来的操作是 .
(3)正确连接好电路,闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器滑片,灯泡都不亮,电压表示数接近0 V,电流表有明显的示数,电路的故障可能是 .
(4)排除电路故障后,闭合开关,改变滑动变阻器的阻值,多次测量,并绘制了通过小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图象如图丙所示,则小灯泡的额定功率为 W.
(5)在多次测量中还发现:当电压表的示数增大时,电压表与电流表的示数之比 (选填“变大”“变小”或“不变”),导致这一结果的原因是 .
拓展设问
(6)另一组同学想测量一额定电流为I额的小灯泡的额定功率,设计电路如图丁所示,定值电阻的阻值为R0,主要操作如下:
第8题图丁
①闭合开关S、S1,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为I额;
②读取电流表示数I2;
③计算小灯泡额定功率P额= .(用I2、I额、R0表示)
二、探究性重点实验
类型1 光学 热学
实验1 探究平面镜成像的特点
1. (2024广东模拟)小红在做“探究平面镜成像特点”的实验时,将一张白纸放在水平桌面上,并在白纸中间画一条直线(MN)作为平面镜位置,然后取两段完全相同的蜡烛A和B分别放在茶色玻璃板前后,点燃茶色玻璃板前的蜡烛A,然后进行观察,如图所示.
第1题图
(1)小红应该将茶色玻璃 放置在白纸上.
(2)小红在蜡烛A前观察到玻璃板中有一明一暗两个较为明显的蜡烛像,则小红需要对实验器材改进的措施是: .
(3)小红改进后,多次改变蜡烛A的位置,并移动蜡烛B,确定每次像的位置,将玻璃板及每次物和像的位置标记在玻璃板下面的白纸上,连接物和对应的像点,并设计了下面的表格记录对应的实验数据:
实验序号 ① ② ③
蜡烛到平面镜的距离/cm 10.0 9.0 7.0
蜡烛的像到平面镜的距离/cm 10.0 9.0 7.0
①分析实验数据可得出结论: ;
②新考法[开放性设问]根据你的实验经历,你认为小红的实验记录表格还应该增加的项目内容有: .(写出一个即可)
(4)在上述实验过程中,过了一段时间,蜡烛A会因燃烧变短,则蜡烛A在玻璃板中的像将 (选填“变短”“变长”或“不变”).
(5)在本实验中小红需要将茶色玻璃板的前表面与直线MN对齐,其目的是: .
2. 实验小组的同学利用如图甲所示装置探究平面镜成像的特点,实验器材有:带底座的透明玻璃板、白纸、笔、火柴、光屏、刻度尺及两支外形完全相同的蜡烛A和B.
第2题图
(1)选用玻璃板代替平面镜,主要是便于确定像的 .
(2)将点燃的蜡烛A固定在玻璃板前方,在玻璃板后的白纸上移动未点燃的蜡烛B,发现蜡烛A的像总在蜡烛B的上方,蜡烛B与蜡烛A的像无法重合,如图乙所示,造成该现象的原因是 .
(3)调整器材后,把蜡烛B放在蜡烛A像的位置,观察到B与A的像完全重合,说明像与物的大小 .
(4)在玻璃板后放置一块光屏,蜡烛A (选填“仍能”或“不能”)通过玻璃板成像.
(5)测量结束后,回家途中同学小明在地铁站的玻璃屏蔽门外候车,如图丙所示,地铁到站后,屏蔽门向两侧打开,小明原地等候,此时小明在左右两侧屏蔽门中成像的情况分析正确的是 .(填字母)
第2题图丙
A. 在两侧屏蔽门中成的像越来越小,直至不成像
B. 各成半个像,合起来成一个完整的像
C. 都成完整的像,且两个像的位置与原来像的位置重合
D. 都成完整的像,且两个像在不同位置,两个像的距离等于两侧屏蔽门之间的距离
实验2 探究凸透镜成像的规律(2023.17,2019.21)
3. (2024珠海模拟改编)小明和小强利用如下装置做“探究凸透镜成像规律”的实验:
第3题图
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜照射,当光屏上出现 ,从而可测得凸透镜的焦距.小强利用如图乙所示的手电筒正对凸透镜照射,调节光屏,也出现同样的现象,此时光屏与凸透镜的距离 (选填“大于”“小于”或“等于”)凸透镜的焦距.
(2)小明记录实验的部分数据如下表:
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的虚实
1 30 15 实像
2 20 20 实像
3 15 30 实像
4 6 虚像
以上实验表格中,第1次实验所成的是倒立、 的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是 (举一个实例).第1、2、3次实验所成的实像中,最大的是实验 (填实验序号).
(3)如图丙所示,小明将印有“巴黎奥运”图案的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着上述凸透镜,调整位置,墙上出现一个清晰放大的“像”,若想要该“像”变得更大,则手电筒与凸透镜要 (选填“靠近”或“远离”)墙面.
4. (2024湛江模拟)小明用如图所示的实验来研究近视眼的形成及矫正.
第4题图
步骤一:如图甲所示,用凸透镜A模拟正常眼睛,在光屏上成一个倒立、缩小的实像.
步骤二:将蜡烛向凸透镜移动合适的距离(模拟眼睛看书太近),如图乙所示,光屏不动.发现光屏上的像变模糊,此时换用凸透镜B,在光屏上重新得到一个清晰的像.
步骤三:如图丙所示,步骤一中保持蜡烛和光屏的位置不变,凸透镜B代替凸透镜A,光屏上不能成清晰的像,将光屏左移一定的距离,得到清晰的像.
(1)实验时,首先要使 、透镜、光屏三者的中心在同一高度上.
(2)三次实验均能得到倒立、缩小的清晰的像,蜡烛到凸透镜的距离u与凸透镜的焦距f的关系必须满足 .
(3)实验过程中随着蜡烛燃烧变短,蜡烛的像将会向上移动,为使像回到光屏中央,在保持蜡烛不动的条件下,应将凸透镜和光屏同时向 (选填“上”或“下”)移动.
(4)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是:由于眼睛的晶状体变 (选填“厚”或“薄”),物体的像成在视网膜 (选填“之前”或“之后”).
(5)在进行步骤三时,不移动光屏,在凸透镜的左侧相近的位置再放一只合适的 镜,光屏上也能得到清晰的像,用此类透镜可以矫正近视眼.
实验3 探究水在沸腾前后温度变化的特点[2021.16(4),2020.18]
5. 实验小组在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中.
第5题图
(1)[操作细节]实验室提供了一些比烧杯口略大的圆形硬纸板,分别在硬纸板上剪出小孔位置如图甲所示,以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中,最好选择圆形硬纸板 (填序号)进行实验.
(2)[操作细节]实验小组组装的装置如图乙所示,经过检查发现该装置存在一处明显的错误,是 .
(3)正确调整装置后重新实验,在水温升高到90 ℃后,每隔1 min观察一次温度计的示数,并记录在下表中,直到观察到水沸腾后再持续加热一段时间后停止读数.
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 90 92 94 96 97 98 98 98 98
①请根据表格数据,在图丙中画出水沸腾前后的温度变化图象;
②分析图象可知,水的沸点为 ℃,该地区的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)一个标准大气压;
③由图象可得出水在沸腾前后温度的变化规律:水在沸腾前, ;水在沸腾过程中, .
拓展设问
(4)另外两组同学也完成了该实验,但是他们花费时间比较长,根据数据描绘了从开始加热到沸腾的图象如图丁中I、II所示,请你帮他们分析导致实验时间过长的可能原因:I ;II .
第5题图丁
(5)如图戊所示,大试管和小试管中都装有水,将三支大试管中的水加热使之持续沸腾,大试管中的水不断沸腾的过程中,小试管中的水会沸腾的是 .(选填字母)
第5题图戊
(6)老师在实验前强调实验时一定要注意安全.水沸腾时会有大量的水蒸气产生.100 ℃的水蒸气比100 ℃的水烫伤更严重,其原因是 .
(7)[生活实践]通过这个实验,小明终于明白妈妈用炉火炖汤时,在沸腾后总是
(选填“保持大火”或“调为小火”)的原因.
类型2 力学
实验4 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
6. (2024广东黑白卷)为了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,小明选用同一木块做了如图所示的三次实验.
第6题图
(1)实验时竖直匀速拉动弹簧测力计,不考虑绳重及滑轮与绳子间的摩擦,木块在水平面上匀速直线运动时受到的拉力大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)木块受到的滑动摩擦力大小.
(2)比较甲、乙两次实验,可以初步得出滑动摩擦力的大小与 有关,请举出一个生活中的应用实例: .
(3)另一位同学进行图丙实验时,拉动弹簧测力计移动的速度是小明做图丙实验时的2倍,则他测得的木块所受滑动摩擦力大小为 N.
(4)实验结束后,小明分析出该实验装置存在不足,请写出其中一条: .
拓展设问
(5)小明利用同一个木块探究了滑动摩擦力大小与接触面积是否有关,他改变接触面积的操作是 .
(6)联想到“雨天路滑”,小明猜想:除了接触面材料,接触面上有水也可能影响滑动摩擦力的大小,于是他在桌面上注水后再次实验,发现多次测出的摩擦力都比没注水时要 (选填“大”“小”或“相等”), 通过讨论和查阅资料知道:在木块和桌面之间形成一层水膜充当了润滑剂.
实验5 探究液体压强与哪些因素有关(2022年版课标学生必做实验新增)
7. (2024广州模拟)在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的实验操作.
第7题图
(1)拔掉软管后,图甲的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器,检测压强计是否漏气时,连接好软管,轻压橡皮膜,观察到U形管两侧液面形成稳定的 ,说明压强计气密性良好.
(2)调整好实验仪器后,进行如图乙所示的四个操作,通过观察记录U形管中液面的高度差来判断液体压强大小,可以根据步骤①②③的操作得到的结论是:同种液体中, .
(3)比较图乙步骤③④,根据实验现象可初步得出结论:在同种液体中,随着液体深度增加,液体压强 (选填“变大”“不变”或“变小”).
(4)两杯液体的高度相同(一杯液体是水,密度为ρ水,另一杯是未知液体,密度为ρ液),探头分别在液体内部的位置如图丙所示,U形管中的液面高度差相同,探头在水中受到的压强为p1,在未知液体中受到的压强为p2,由此可知,此时探头受到的压强p1 p2,ρ水 ρ液.(均选填“>”“<”或“=”)
实验6 探究浮力大小与哪些因素有关(2023.18)
8. (2024东莞模拟)浮力的大小是与物体浸入水中的深度有关还是与物体浸入水中的体积有关?小明和小红利用胡萝卜、铁架台、弹簧测力计、装有适量水的烧杯、记号笔等器材进行探究.
第8题图
(1)如图甲所示,小明使用弹簧测力计直接测量胡萝卜的重力,小红观察到此步骤存在一个问题,若要改正问题,需要 (选填字母).
A.把刻度板向上拉,指针对准零刻度线
B.把刻度板向下拉,指针对准零刻度线
(2)如图乙所示,用调整好的弹簧测力计测得胡萝卜的重力为 N.
(3)小明认为探究浮力的大小与物体浸入水中的深度的关系时,要保证物体浸入水中的 不变.实验步骤如下:
①小明先把胡萝卜尖端朝上浸入水中,用记号笔在烧杯外壁上水面的位置作出标记,并记下弹簧测力计的示数F1(如图丙);
②把胡萝卜尖端朝下浸入水中,直到水面 ,记下弹簧测力计的示数F2(如图丁);
③对比可知,浮力大小与物体浸入水中的深度 (选填“有关”或“无关”);
④小明继续增加胡萝卜浸入水中的深度,记下弹簧测力计的示数F3(如图戊),由乙、丙、丁、戊四图可知,浮力的大小与物体浸入水中的体积 (选填“有关”或“无关”).
(4)[方案设计]利用现有的器材,若要测出胡萝卜的密度,还需添加的一个步骤是 .
9. (2024潮州模拟)在学习浮力时,小明在家里做了以下几个有趣的小实验:
第9题图
(1)如图1所示,把鸡蛋放入清水中,不断在清水中加盐,下沉的鸡蛋会浮到水面上,这一现象说明物体受到的浮力大小可能跟 有关.
(2)如图2所示,将浮于水面的盆子向下按,放手后盆子会向上浮,这说明浮力的方向是 的,当用力越大,盆子浸入水中的部分越多.
(3)为了解释以上现象,小明进行了图3所示的实验,他把一金属块A挂在弹簧测力计上,示数如图甲所示,再将它分别浸入水和盐水中的不同位置,根据实验回答问题:
①为了探究物体受到的浮力与液体密度的关系,应该选 (选填“甲、乙、戊”“甲、丁、戊”或“甲、丙、戊”)进行实验;
②由甲、乙、丙、丁四次实验,说明物体受到的浮力与 有关;
③金属块浸没在水中受到的浮力是 N;
④金属块的密度为 kg/m3,实验中的盐水的密度为 kg/m3.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
实验7 探究物体的动能跟哪些因素有关
10. 一题多设问 某学校的物理兴趣小组在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,选用质量分别为m和2m的两个小球,分别从光滑的斜面上高度为h和2h处由静止滚下,实验过程如图甲、乙:
第10题图
(1)实验中探究的动能是指 (填字母),本实验是通过观察木块被小球撞击后 来判断小球动能的大小.
A. 小球撞击木块后的动能 B. 小球撞击木块时的动能
C. 木块被小球撞击后的动能
(2)图甲探究的是动能与 大小的关系,当小球的质量相同时, 越大,动能越大.
(3)分析图乙的实验现象可以初步得出的结论是 相同时, 越大,动能越大.
拓展设问
(4)将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为EA和EB,则EA
(选填“>”“=”或“<”)EB.当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时,假设小球所受的外力全部消失,则小球将 (填字母).
A. 沿a轨迹运动 B. 沿b轨迹运动
C. 沿c轨迹运动 D. 保持静止
实验8 探究杠杆的平衡条件[2023.16(3),2022.17]
11. (2024珠海模拟)小海进行“探究杠杆平衡条件”的实验(钩码的规格相同).
第11题图
(1)如图甲所示,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节.
(2)如图乙所示,在A处悬挂3个钩码,要使杠杆仍保持水平位置平衡,需在B处悬挂 个钩码.
(3)实验数据如表格所示,可得出杠杆的平衡条件是 (用字母表示).
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
① 2 10 4 5
② 1.5 10 3 5
③ 2 15 3 10
(4)在图丙所示的实验中,若小海想在杠杆上直接读出弹簧测力计拉力的力臂,拉力的方向需与杠杆 ,与其他方向相比,此时弹簧测力计示数最 (选填“大”或“小”).
(5)如图丁所示,小海使用晾衣架晾袜子,在A处已悬挂一只短袜,还有一只质量更大的长袜应悬挂在 (选填“B”“C”或“D”)处才可能使晾衣架在水平位置平衡(晒衣架相邻两夹子的距离相等).
拓展设问
(6)[生活实践]如图戊所示是小明在周末劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图,若要更省力,他应该将支点 (选填“靠近”或“远离”)人,同时脚在杆上的位置向 (选填“前”或“后”)移动.
第11题图戊
类型3 电学
实验9 探究电流与电压、电阻的关系
12. 利用如图甲所示的电路,探究“电流与电阻的关系”.实验器材有:三节新干电池,阻值为5 Ω、10 Ω、20 Ω、25 Ω的定值电阻各一个,规格为“50 Ω 1.5 A”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个,导线若干.
第12题图
(1)用笔画线代替导线把图甲所示的实物电路连接完整.要求:滑片向左移动时滑动变阻器接入电路的阻值变大.
(2)电路正确连接后,闭合开关,电压表无示数,电流表有示数,移动滑动变阻器滑片,电流表示数变化明显,则电路中可能发生的故障为 .
(3)排除故障后,先将5 Ω的电阻接入电路中,调节滑片,电流表示数如图乙所示,为 A,接着断开开关,将滑动变阻器滑片移至最大阻值处,再将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻,然后调节滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为
V.再依次将20 Ω、25 Ω的定值电阻分别接入电路重复实验,测得数据如下表所示.
实验次数 1 2 3 4
电阻R/Ω 5 10 20 25
电流I/A 0.2 0.1 0.08
(4)分析表格数据得出的结论是:在电压一定时,导体中的电流与导体的电阻成 .
(5)采用如图丙所示的电路进行实验(R'为电阻箱),相比图甲电路,该电路的优点是 .
(6)[科学推理]小明先后做了两次本实验,根据自己测得的数据在同一坐标系中分别画出了图线①、②,如图丁所示,发现图线①比图线②更陡,原因可能是: .
13. (2024广东定心卷)在“探究电流与电压的关系”实验中,设计并连接了如图甲所示的电路,使用的实验器材有:两节新干电池、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、定值电阻和导线若干.
第13题图
(1)请用笔画线代替导线,在图甲中完成剩余电路的连接(要求:向右移动滑动变阻器的滑片,其接入电路的阻值增大).
(2)闭合开关,发现电流表有示数,电压表无示数,已知导线、电表均完好且接触良好,则故障原因可能是定值电阻 .
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片使电路电流逐渐增大,进行多次测量;第3次实验电流表示数如图乙所示,则电流表示数为 A;部分实验数据如表所示,分析表中数据可得出结论: ;第1次实验数据时,滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω.
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 1.0 1.6 2.2 3.0
电流I/A 0.10 0.16 0.30
(4)为了测量未知电阻的阻值,在测量并记录完上述的第4次实验数据后,断开开关,仅将定值电阻替换成未知电阻,闭合开关后,电流表示数为0.20 A,则未知电阻的阻值为 Ω.
14. 实验小组在探究电流与电压、电阻的关系实验中,将学生电源的电压调为6 V恒定不变,提供的定值电阻有5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω.
第14题图
(1)将10 Ω的定值电阻接入电路中探究电流与电压的关系,实验电路如图甲所示,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察到 表的示数不发生改变;检查发现电路中有一根导线连接错误,请在错误的导线上画“ ”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(2)改正错误接线后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片至不同位置,记录电压表和电流表的示数如表所示,其中第5次实验时电流表示数如图乙所示,示数为 A;分析表格数据得出结论:当 时,通过导体的电流与导体两端电压成正比.
实验序号 1 2 3 4 5
电压U/V 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
电流I/A 0.10 0.20 0.30 0.40
(3)实验中选用滑动变阻器的最大阻值应不小于 Ω.
(4)接着用改正后的电路探究电流与电阻的关系,仅更换不同阻值的定值电阻,接入5 Ω电阻后,移动滑片使电压表示数为2 V,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R1;接着断开开关,将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处,再将5 Ω的电阻换成10 Ω的电阻后闭合开关,移动滑片直至 ,此时滑动变阻器接入电路的阻值为R2,通过分析可知R2 (选填“>”“<”或“=”)R1,更换其他定值电阻重复上述操作.
参考答案
一、测量性重点实验
类型1 力学
实验1 测量固体密度
1. (1)将游码移至左端零刻度线处 右 (2)56 (3)1.4×103 小明
(4)偏大 2. (1)指在分度盘中央刻度线(或在分度盘中央刻度线左右摆动幅度相同) (2)162 1.08×103 (3)偏大 (4)①弹簧测力计 ②排开水的体积 ③ρ水
实验2 测量液体密度
3. (1)零刻度线上 (2)32.6 (3)0.912 用烧杯测量净化后的水的体积误差太大 (4)45 大于
类型2 电学
实验3 测量定值电阻的阻值
4. (1)B (2)如答图所示 (3)断开 最大阻值处(或最右端) (4)断路 (5)10.1
第4题答图
5. (1)如答图所示 (2)滑动变阻器断路 (3)5 (4)如表格所示 (5)②移动滑动变阻器滑片P至b端 (6)4 000
第5题答图
实验次数 电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 平均电阻/Ω
1
2
3
实验4 测量小灯泡的电阻
6. (1)如答图甲所示 (2)小灯泡实际功率太小(合理即可) (3)2 7.7 (4)小灯泡的阻值随温度的变化而变化,2 V电压时的电阻与2.5 V电压时的电阻阻值不同(合理即可) (5)如答图乙所示
第6题答图
7. (1)如答图所示 (2)滑动变阻器下方两个接线柱接入了电路 (3)电压 (4)10 (5)①2.5 ③
第7题答图
实验5 测量小灯泡的电功率
8. (1) “50 Ω 2 A” 如答图所示 (2)对电流表进行调零(合理即可) (3)灯泡短路 (4)0.5 (5)变大 灯丝电阻随温度升高而增大 (6)I额I2R0
第8题答图
二、探究性重点实验
类型1 光学 热学
实验1 探究平面镜成像的特点
1. (1)垂直(竖直) (2)换用厚度更薄一些的茶色玻璃板 (3)①像与物体到镜面的距离相等 ②蜡烛与像的大小关系(或像的虚实) (4)变短 (5)更加准确地测量出像距与物距 2. (1)位置 (2)玻璃板与纸面不垂直 (3)相等 (4)仍能 (5)C
实验2 探究凸透镜成像的规律
3. (1)最小、最亮的光斑 大于 (2)缩小 照相机 3 (3)远离
4. (1)烛焰 (2)u>2f (3)下 (4)厚 之前 (5)凹透
实验3 探究水在沸腾前后温度变化的特点
5. (1)③ (2)温度计玻璃泡碰到了烧杯底 (3)①如答图所示 ②98 小于 ③温度不断升高 温度保持不变 (4)I.烧杯内水过多(或酒精灯火焰过小) II.烧杯内水的初温较低 (5)C (6)水蒸气液化时会放出大量的热 (7)调为小火
第5题答图
类型2 力学
实验4 探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关
6. (1)等于 (2)压力大小 用力捏车闸刹车(或用力握紧球拍等,合理即可) (3)2.6 (4)很难保证弹簧测力计一直做匀速直线运动(或弹簧测力计在运动中读数困难等,合理即可) (5)换用木块面积不同的侧面置于水平木板上 (6)小
实验5 探究液体压强与哪些因素有关
7. (1)是 高度差 (2)相同深度各个方向的液体压强相等 (3)变大 (4)= <
实验6 探究浮力大小与哪些因素有关
8. (1)B (2)2.2 (3)体积 ②到达标记处 ③无关④有关 (4)将胡萝卜完全浸没水中(不接触烧杯底部和侧壁),记下此时弹簧测力计的示数F
9. (1)液体密度 (2)竖直向上 (3)①甲、丙、戊
②排开液体的体积 ③2 ④4×103 1.2×103
实验7 探究物体的动能跟哪些因素有关
10. (1)B 滑动的距离 (2)速度 速度 (3)速度 质量 (4)= A
实验8 探究杠杆的平衡条件
11. (1)左 (2)2 (3)F1l1=F2l2 (4)垂直 小 (5)B (6)远离 后
类型3 电学
实验9 探究电流与电压、电阻的关系
12. (1)如答图所示 (2)定值电阻R短路(或电压表短路,合理即可) (3)0.4 2 (4)反比 (5)可以直接调节电阻阻值,不用多次拆接电路 (6)做图线①的实验时,控制定值电阻两端的电压更大
第12题答图
13. (1)如答图所示 (2)短路 (3)0.22 电阻一定时,电流与电压成正比 20 (4)15
第13题答图
14. (1)电压 如答图所示 (2)0.5 电阻一定
(3)50 (4)电压表示数为2 V >
第14题答图